Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-05-18T12:05:06Z
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Previous issue date: 2018-03-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Uma nova expressão analítica para o “bandgap” dependente do tamanho de nanocristais semicondutores coloidais é proposta no âmbito do modelo de massa efetiva aplicado a poços de potencial esféricos e finitos a fim de proporcionar uma descrição quantitativa do efeito de confinamento quântico. Isto permite converter dados espectroscópicos ópticos (espectro de fotoluminescência e borda de absorção fundamental) em estimativas precisas de distribuição de tamanhos de sistemas de partículas coloidais mesmo quando se espera que o modelo de massa efetiva tradicional venha a falhar. Tal situação ocorre tipicamente quando se consideram partículas muito pequenas, pertencentes ao chamado limite do regime de confinamento forte. Aplicando as metodologias teóricas aqui desenvolvidas a nanocristais de CdTe sintetizados através de rotas químicas aquosas, distribuições de tamanhos foram determinadas e comparadas diretamente à aquelas obtidas a partir das técnicas de microscopia de força atômica e microscopia eletrônica de transmissão. Finalmente, a possibilidade de recuperar a distribuição de tamanhos a partir de experimentos espectroscópicos pode ser usada para elucidar a cinética de crescimento de nanocristais coloidais, pois a evolução temporal dos espectros ópticos é facilmente monitorada durante um experimento de crescimento típico. Empregando esta metodologia, a cinética de crescimento dos nanocristais de CdTe sintetizados foi completamente descrita no contexto de teorias de cristalização clássicas baseadas na nucleação homogênea de partículas esféricas em solução. As análises reportadas podem ser usadas como uma ferramenta complementar para a caracterização de amostras de nanocristais de muitos outros sistemas como os materiais semicondutores II-VI e III-V. / A new analytical expression for the size-dependent bandgap of colloidal semiconductor nanocrystals is proposed within the framework of the finite-depth spherical-well effective mass model in order to provide a quantitative description of the quantum confinement effect. This allows one to convert optical spectroscopic data (photoluminescence spectrum and fundamental absorbance edge) into accurate estimates for the particle size distributions of colloidal systems even if the traditional effective mass model is expected to fail, which occurs typically for very small particles belonging to the so-called strong confinement limit. By applying the reported theoretical methodologies to CdTe nanocrystals synthesized through aqueous chemical routes, size distributions are inferred and compared directly to those obtained from atomic force microscopy and transmission electron microscopy. Finally, the possibility of recovering the size distribution from spectroscopic experiments can be used to clarify the growth kinetics of colloidal nanocrystals since the temporal evolution of optical spectra is easily monitored during a typical growth experiment. By employing this methodology, the growth kinetics of the synthesized CdTe nanocrystals is completely described here in the sense of the classical crystallization theories based on homogeneous nucleation of spherical particles in solution. The reported analyses can be used as a complementary tool for the characterization of nanocrystal samples of many other systems such as the II-VI and III-V semiconductor materials.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:123456789/19683 |
| Date | 19 March 2018 |
| Creators | Ferreira, Diego Lourençoni |
| Contributors | Subtil, Andreza Germana da Silva, Couto, Marcos da Silva, Teixeira, Alvaro Vianna Novaes de Carvalho |
| Publisher | Universidade Federal de Viçosa |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFV, instname:Universidade Federal de Viçosa, instacron:UFV |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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